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1、电场强度,重庆市石柱中学校 姚国均,2020/9/7,第1页（共31页）,牛顿的困惑,“没有其他东西做媒介，一个物体可以超越距离通过真空对另一个物体作用在我看来，这种思想荒唐之极。”,法拉第的观点,电荷周围存在着由电荷产生的电场， 处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场施加的。,2020/9/7,第2页（共31页）,近代物理学证实并发展了法拉第的观点,物质的 存在形式,实物 (由分子、原子组成， 如水、铁块等),场 (如电磁场、引力场等, 是客观存在的另一种)物质形态),2020/9/7,第3页（共31页）,电场（electric field）,1、电荷周围存在着一种特殊的物质电场。 2
2、、电荷间的相互作用是通过电场这种物质作为媒介而发生的。 3、电场的基本性质：电场对放入其中的电荷有力的作用电场力 。,研究电场的性质应从静电力入手,静电场：静止电荷产生的电场,2020/9/7,第4页（共31页）,电场强度(electric fileld strength),a.定义： 试探电荷在电场中某点所受电场力F与试探电荷的电荷量q的比值叫该点的电场强度，简称场强，用E表示。 b.定义式： c.单位： N/C， V /m,（适用于任意电场,在数值上等于1C的电荷所受的电场力）,2020/9/7,第5页（共31页）,+Q,+q,F,E,+Q,-q,F,E,根据规定：负电荷在电场中某点受到的
3、电场力的方向跟该点的场强方向相反。,d. 场强的矢量性：,-Q,+q,F,E,-Q,-q,E,F,规定正电荷在该点的电场力方向 就是该点的电场强度方向,2020/9/7,第6页（共31页）,e.物理意义: 描述电荷在电场中所受的电场力的性质,f.决定因素: 场源电荷；场中位置,若已知 q 和 E，可求电场力F,2020/9/7,第7页（共31页）,例1. 根据场强的定义式EFq可以知道( ) A、电场中某点的场强跟放入该点的电荷所受的 电场力成正比，跟放入该点的电荷的电荷量 成反比 B、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场强为零 C、电场中的某一点，如果不放入检验电荷，则 该点的场
4、强为无穷大 D、电场中的某一点，不管放不放入检验电荷， 也不管检验电荷的电荷量是多少，该点的场 强都是一定的,答案 D,2020/9/7,第8页（共31页）,例2. 关于电场强度的方向，下列说法正确的是( ) A、电场中某点的场强方向与放在这一点的电荷 所受的电场力的方向相同 B、电场中某点的场强方向与正电荷在这一点所 受的电场力的方向相同 C、电场中某点的场强方向与放在这一点的电荷 的种类有关 D、电场中某点的场强方向与在这一点放不放入 电荷无关,答案 B D,2020/9/7,第9页（共31页）,例3.电场中有一点P，下列说法正确的( ) A.若放在P点的点电荷的电量减半，则P点的场强也减
5、半 B.若P点没有检验电荷，则P点场强为零 C.P点的场强越大，则同一电荷在P点所受电场力越大 D.P点的场强方向为检验电荷在该点受力方向,答案 C,2020/9/7,第10页（共31页）,+Q,A,例4.设：试探电荷的电荷量q=+5.010-9C，测得它在电场中的A点受到的电场力为F=3.010-4N，求：A点的场强？,如果改用电荷量为q=+6.010-9C的试探电荷，来确定该点的场强，场强会不会改变？,解：E=F/q =3.010-4N/(5.010-9C) =6.0104N/C,场强方向：水平向右,2020/9/7,第11页（共31页）,-Q,B,例5.在一带负电的导体A附近有一点B,如
6、在B处放置一个q1= - 2.010-8C的电荷，测得其受到的电场力大小为F1=4.010-6N、方向水平向右，则B点的场强？如果换用一个q2= 4.010-7C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？,解:EB=F1/q1=4.010-6N/(2.010-8C) =2.0102(N/C) 场强的方向：水平向左,A,F2=q2EB=4.010-7C2.0102N/C=8.010-5N 方向：水平向左,EB=F2/q2=8.010-5N/(4.010-7C)=2.0102(N/C) B处场强的大小方向不变,2020/9/7,第12页（共31页）,+Q,A,r,一点电荷的电荷量为Q，在距此点
7、电荷r处的A点的电场强度是多少？,设想在A点放一个电荷量为+q的试探电荷，则它所受到的电场力为,则该点的场强为,Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离,真空中点电荷的场强,2020/9/7,第13页（共31页）,真空中点电荷的场强,1.大小,2.场强方向：以点电荷Q为球心，当Q为正电荷时电场方向沿半径向外；当Q为负电荷时电场方向沿半径向内,Q真空中点电荷的电量,r某点到点电荷的距离,2020/9/7,第14页（共31页）,例6.关于电场，下列叙述正确的是( ) A.以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 B.正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强度大 C.在电场中某点放
8、入检验电荷q，该点的场强为EF/q，取走q后，该点场强不为零 D.电荷在电场中某点所受电场力很大，则该点的电场强度一定很大,【答案】C,2020/9/7,第15页（共31页）,例7.关于电场力和电场强度，以下说法正确的是( ),A.一点电荷分别处于电场中的A、B两点，电荷受到的电场力大则该处场强大 B.在电场某点如果没有检验电荷，则电场力为零，电场强度也为零 C.电场中某点场强为零，则检验电荷在该点受到的电场力为零 D.一检验电荷在以一个点电荷为球心，半径为r的球面上各点所受电场力相同,AC,2020/9/7,第16页（共31页）,例8.关于电场强度，下列说法正确的是（ ） A. E=kQ/r
9、2中，E与Q成正比，而与r平方成反比 B. 在以一个点电荷为球心，r为半径的球面上，各 点的场强均相同 C. F=kQ1Q2/r2 得，公式 E=kQ1/r2 是点电荷Q1产生 的电场在点电荷Q2 处的场强大小 D. 由公式E=kQ/r2 可知，在离点电荷非常近的地方 （r0），电场强度E 可达无穷大,答案 AC,2020/9/7,第17页（共31页）,如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。,电场强度的叠加,平行四边形法则定则,2020/9/7,第18页（共31页）,一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量
10、相等的点电荷产生的电场相同,2020/9/7,第19页（共31页）,例9. 如图所示，在真空中有两个点电荷 Q13.0108C和Q23.0108C，它们相距0.1m。求电场中A点的场强大小？A点与两个点电荷的距离r相等，r0.1m。,解： EE1cos600E2cos600 2 E1cos600 2kQ1cos600r2 2.7104 NC,Q1,Q2,A,E1,E2,E,2020/9/7,第20页（共31页）,电场线（electric filed line）,1、定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方向，都和该点的场强方向一致。,2020/9/7,第
11、21页（共31页）,2、静电场电场线的特点： 1.电场线不是电场里实际存在的线，而是形象地描述电场的假想的线. 2.从正电荷出发终止于负电荷（孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起于）无穷远处点）. 3.电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向. 4.电场线在某处的疏密表示该处场强的强弱，电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱. 5.电场线不相交也不闭合.,2020/9/7,第22页（共31页）,特点：,a、离点电荷越近，电场线越密，场强越大 b、以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直，在此球面上场强大小处处相等，方向不同。,3、几种常见电场中电场线的分布及特点 1）、正、负点电
12、荷的电场中电场线的分布,2020/9/7,第23页（共31页）,特点：,a、沿点电荷的连线， 场强先变小后变大,b、两点电荷连线中 垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直,2）、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布,c、在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。,2020/9/7,第24页（共31页）,3）、等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况,特点：,a、两点电荷连线中 点O处场强为0 b、两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0 c、两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏,2020/9/7,第25页（共31页）,4）
13、、匀强电场,a、匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线 b、电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行,在电场的某一区域，如果场强的大小和方向都相同，这个区域的电场叫做匀强电场.匀强电场是最简单、最常见的电场，在实验研究中经常用到它,2020/9/7,第26页（共31页）,例10：如图，是静电场的一部分电场线的分布，下列说法正确的是：（ ） A、这个电场只能是负电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FBFA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aAaB （不计重力） D、负电荷在B点处受到的电场力方向沿B点切 线方向,A,B,B,2020/9/
14、7,第27页（共31页）,例11：如图为一条电场线，下列说法正确的是： （ ） A、EA一定大于EB B、因电场线是直线，所以是匀强电场，故 EA=EB C、A点电场方向一定由A指向B D、AB两点的场强方向不能确定,A,B,C,2020/9/7,第28页（共31页）,例12：正检验电荷q在电场中P点处开始向Q点作减速运动，且运动的加速度值越来越小（重力不计），则可以确定它所处的电场可能是：（ ）,A,B,C,D,P,Q,P,Q,P,Q,P,Q,C,2020/9/7,第29页（共31页）,a,b,A,B,a,B,2020/9/7,第30页（共31页）,4、电场线就是点电荷在电场中的运动轨迹，这个说法正确吗？,答：这个说法是错误的。电场线不是电荷的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是速度的方向，而电场线的切线方向是正电荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相反）。要使两条曲线能重合，要满足一些特殊条件，例如：电场线是直线；电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上；电荷只受电场力作用。,2020/9/7,第31页（共31页）,
